Correlation and validity of imputed PaO2/FiO2 and SpO2/FiO2 in patients with invasive mechanical ventilation at 2600 m above sea level

Abstract

Objective: To establish the correlation and validity between PaO2/FiO2 obtained on arterial gases versus noninvasive methods (linear, nonlinear, logarithmic imputation of PaO2/FiO2 and SpO2/FiO2) in patients under mechanical ventilation living at high altitude. Design: Ambispective descriptive multicenter cohort study. Setting: Two intensive care units (ICU) from Colombia at 2600 m a.s.l. Patients or participants: Consecutive critically ill patients older than 18 years with at least 24 h of mechanical ventilation were included from June 2016 to June 2019. Interventions: None. Variables: Variables analyzed were demographic, physiological messures, laboratory findings, oxygenation index and clinical condition. Nonlinear, linear and logarithmic imputation formulas were used to calculate PaO2 from SpO2, and at the same time the SpO2/FiO2 by severe hypoxemia diagnosis. The intraclass correlation coefficient, area under the ROC curve, sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value, positive and negative likelihood ratio were calculated. Results: The correlation between PaO2/FiO2 obtained from arterial gases, PaO2/FiO2 derived from one of the proposed methods (linear, non-linear, and logarithmic formula), and SpO2/FiO2 measured by the intraclass correlation coefficient was high (greater than 0.77, p < 0.001). The different imputation methods and SpO2/FiO2 have a similar diagnostic performance in patients with severe hypoxemia (PaO2/FiO2 <150). PaO2/FiO2 linear imputation AUC ROC 0,84 (IC 0.81–0.87, p < 0.001), PaO2/FiO2 logarithmic imputation AUC ROC 0.84 (IC 0.80–0.87, p < 0.001), PaO2/FiO2 non-linear imputation AUC ROC 0.82 (IC 0.79–0.85, p < 0.001), SpO2/FiO2 oximetry AUC ROC 0.84 (IC 0.81–0.87, p < 0.001). Conclusions: At high altitude, the SaO2/FiO2 ratio and the imputed PaO2/FiO2 ratio have similar diagnostic performance in patients with severe hypoxemia ventilated by various pathological conditions. © 2021 Elsevier España, S.L.U. y SEMICYUC

Objetivo: Establecer la correlación y validez entre la PaO2/FiO2 obtenida sobre gases arteriales versus métodos no invasivos (imputación lineal, no lineal, logarítmica de PaO2/FiO2 y SpO2/FiO2) en pacientes bajo ventilación mecánica que viven en gran altitud. Diseño: Estudio de cohorte multicéntrico, descriptivo ambispectivo. Lugar: Dos unidades de cuidados intensivos (UCI) de Colombia a 2600 m s.n.m. Pacientes o participantes: Se incluyeron pacientes críticos consecutivos mayores de 18 años con al menos 24 h de ventilación mecánica desde junio de 2016 hasta junio de 2019. Intervenciones: Ninguna. Variables: Las variables analizadas fueron demográficas, medidas fisiológicas, hallazgos de laboratorio, índice de oxigenación y condición clínica. Se utilizaron fórmulas de imputación no lineal, lineal y logarítmica para calcular la PaO2 a partir de SpO2, y a la vez la SpO2/FiO2 por diagnóstico de hipoxemia grave. Se calcularon el coeficiente de correlación intraclase, área bajo la curva ROC, sensibilidad, especificidad, valor predictivo positivo, valor predictivo negativo, razón de verosimilitud positiva y negativa. Resultados: La correlación entre PaO2/FiO2 obtenida de los gases arteriales, PaO2/FiO2 derivada de uno de los métodos propuestos (fórmula lineal, no lineal y logarítmica) y SpO2/FiO2 medida por el coeficiente de correlación intraclase fue alta (mayor que 0,77, p < 0,001). Los diferentes métodos de imputación y SpO2/FiO2 tienen un rendimiento diagnóstico similar en pacientes con hipoxemia grave (PaO2/FiO2 <150). Imputación lineal PaO2/FiO2 AUC ROC 0,84 (IC 0,81–0,87, p < 0,001), imputación logarítmica PaO2/FiO2 AUC ROC 0,84 (IC 0,80–0,87, p < 0,001), imputación no lineal PaO2/FiO2 AUC ROC 0,82 (IC 0,79–0,85, p < 0,001), oximetría SpO2/FiO2 AUC ROC 0,84 (IC 0,81–0,87, p < 0,001).